[發明專利]高能壘鏑單離子磁體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210208783.7
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114560881A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 陳磊;程志杰;楊亦謀;景蓉;趙穎娟;蔡星偉;鄭紹軍
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學;鎮江睿氟智能科技有限公司
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C07F5/00;H01F1/42;H01F41/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 余俊杰

本發明公開了高能壘鏑單離子磁體及其制備方法和應用，所述單離子磁體的結構簡式為：[Dy(BPA?TPA)(CH₃O)](BPh₄)₂·CH₂Cl₂，其中BPA?TPA為2,6?雙(雙(2?吡啶基甲基)氨基)甲基吡啶。與現有技術相比，本發明具有以下優點：(1)本發明所述鏑單離子磁體在零場下就能表現出典型的慢弛豫行為，具有單分子磁體特征，能壘高于1600K，可作為分子基磁性材料在新型高密度信息存儲設備(如光盤、硬磁盤等)使用；(2)所述鏑單離子磁體在空氣中不風化，穩定性好；(3)所述方法工藝安全簡單，可控性高，重現性好。

技術領域

本發明屬于磁性材料技術領域，涉及一種單分子磁體材料，具體為高能壘鏑單離子磁體及其制備方法和應用。

背景技術

隨著信息技術的發展，人們需求電子器件的集成數目成指數倍數增長而器件尺寸不斷地減小。這種集成化和微型化的不斷發展將受到加工工藝以及成本的限制，造成現代電子器件集成技術難以逾越的障礙。因此，研制開發分子基磁性材料已成為科學家們關注的熱點。單分子磁體(SMM)是分子基磁性材料研究的重要領域。而且在高密度信息存儲、量子計算機和分子自旋學領域有著巨大的應用潛能。

鑭系離子的單電子數多，具有更強的自旋-軌道耦合，是設計單離子磁體的理想選擇。Dy(III)由于其具有Kramer電子層結構(f層具有奇數電子)，所以鏑基單離子磁體的基態是雙穩態，且與配位場平衡無關。因此，鏑基單離子磁體吸引了眾多研究者的關注，已成為性能最佳的單離子磁體體系，其有效能壘和阻塞溫度可高達1540cm^-1和80K。然而，合成這些高性能的鏑基單離子磁體往往需要在無水無氧的極端條件下進行，因此不便控制合成進程，重復效果差、產率較低。并且部分此類材料在常溫和空氣中不穩定，容易分解或風化。

發明內容

解決的技術問題：為了克服現有技術的不足，獲得一種穩定的、單分子磁體性質優良的的鏑配合物，且提供一種合成條件溫和可控、重復性好的合成方法，本發明提供了高能壘鏑單離子磁體及其制備方法和應用。

技術方案：高能壘鏑單離子磁體，所述單離子磁體的結構簡式為：[Dy(BPA-TPA)(CH₃O)](BPh₄)₂·CH₂Cl₂，其中BPA-TPA為2,6-雙(雙(2-吡啶基甲基)氨基)甲基吡啶，所述鏑單離子磁體的化學結構式為：

優選的，所述單離子磁體的結構單位為：晶體屬于三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數為α＝101.261(2)°，β＝93.525(2)°，γ＝116.025(2)°。

優選的，所述Dy(III)與一個BPA-TPA配體的七個氮原子和一個甲氧基的進行配位，形成八配位三角十二面體構型。

優選的，所述鏑單離子磁體為無色塊狀晶體，在零場下即可表現出典型的慢弛豫行為，具有單分子磁體特征，其能壘高于1600K，阻塞溫度達8K。

以上任一所述高能壘鏑單離子磁體的制備方法，所述方法包括以下步驟：